Полная версия

Главная arrow Техника

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕШЕНИЮ ТЕСТОВЫХ ЗАДАЧ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Проектирование и силовой расчет захватных устройств промышленных роботов для валов осуществляется на основе следующих исходных данных:

  • • габаритные размеры захватного устройства;
  • • наименьший диаметр заготовок — ?) ;
  • • наибольший диаметр заготовок — /)мб;
  • • наименьшая длина заготовок — Ь ;
  • • наибольшая длина заготовок — 1нб;
  • • наибольшая масса заготовок — т;
  • • ускорение захватного устройства при манипулировании заготовкой — а.

Проектирование захватного устройства начинается с выбора кинематической и расчетной схем. Мы будем рассматривать расчетные схемы захватных устройств.

Смысл силового расчета захватного устройства заключается в установлении зависимости между приложенной силой зажима Р и силой фиксации заготовки Р. Эта задача решается для статического состояния системы. При этом должны выполняться два условия:

  • 1) равновесие всех сил, приложенных к системе;
  • 2) равновесие моментов этих сил относительно произвольно выбранной точки, т.е. сумма моментов всех сил относительно любой точки равна нулю.

На рис. 6.1 приведена расчетная схема захватного устройства с рычажным механизмом. Для осуществления силового расчета, т.е. для определения требуемой силы зажима Р, необходимо найти номинальные величины размеров рычагов захватного устройства. Предположим, что в захватном устройстве надежно зажата заготовка наибольшего диаметра — /)нб.

Для составления уравнений статики необходимо принимать решение для каждого звена (рычага) кинематической схемы о размере и их относительного (углового) положения. Для всех рассматриваемых задач будем считать, что высота губок захватного устройства

Расчетная схема захватного устройства с рычажным механизмом

Рис. 6.1. Расчетная схема захватного устройства с рычажным механизмом

составляет одну четвертую часть захватываемого диаметра заготовки, т.е. 0,25/)мб. Как следует из рис. 6.1, таких параметров семь: а /г{; /?2; /?3; ос; Р; ф.

Значения этих параметров выбираются на основе ограничений на габариты захватного устройства:

  • • высота захватного устройства (размер по вертикали) не должна превышать удвоенного значения захватываемого диаметра заготовки, т.е. Н< 2/)нб;
  • • длина захватного устройства (размер по горизонтали) не должна превышать 4/)нб, т.е. Тнб

Исходя из этих ограничений принимаем следующие проектные решения:

СЕ — 1,5?)нб; ВС = 1,5?)нб;

ЕЕ2 — 0,25/)нб;

СЕ3 — 0,25/)нб; а = ZBAE4 = 45°;

АЕ4 =(о,75/)нб - (ЕЕ2+ СЕ3))^а = 0,25/)нб

Проверяем ограничения по габаритам. Для этого вычисляем величины /?, и Иу Величину /г, определяем из прямоугольного треугольника СЕЕ2, а /?3 — из треугольника ВСЕ3. Таким образом:

Л, =7<СЕ)2-(ЕЕ2)2 =л/(1,5Днб)2-(0,25Онб)2 = 1,480н6;

Л3 = л/(ВС)2-(СЕ,)2 = 7( 1.5 ?>кб )2 - (0,25 ?>нб )2 =1,480н6. Отсюда

I = /?! + Л3 + АЕ4 = 1,48/>нб + 1,48/)нб + 0,25/)нб ctga = 3,21 />нб-

Высота захватного устройства:

Н= 2(ЕЕ2 + СЕ3 + ВЕ4) = 1,5/)нб.

Мы получили все параметры звеньев захватного устройства, что позволяет осуществить силовой расчет. Как показано на рис. 6.1,

сила Р в точке А делится на две слагаемые ^АВ и ^АВ| . Так как на губках 1 и 2 силы реакции У7 равны по модулю и направлены противоположно (в силу симметрии захватного устройства), то силы ^АВ и ^АВ тоже равны по модулю. На рис. 6.2 приведена схема разложения силы Р.

Р/2 Р/2 РАВ

Как следует из рис. 6.2, модуль силы ^АВ равен

РАВ = Р/(2со8а).

Из условия равенства нулю суммы моментов действующих сил относительно любой точки можем написать следующее уравнение. В системе действуют две силы (рассматриваем симметричную половину) ^АВ и Р. Напишем сумму моментов относительно точки С:

Схема разложения силы Р

Рис. 6.2. Схема разложения силы Р

^АВ^2 ^1

Если в эту формулу подставить значение РАВ, выраженное через Р, то получим

Р= (2?Н12)соБа.

Из рис. 6.1 видно, что

И2 = ВСБнфа- (3).

Тогда

Р= (2?ИСо$а) / (ВС5т(а- (3)).

Угол Р определяется из треугольника ВСЕ3. Из этого треугольника следует, что

Р = агс5т(СЕ3/СВ).

Как следует из полученной формулы для определения силы зажима привода Р, надо знать величину силы удержания заготовки Р захватным устройством. Эта сила является суммой силы трения «заготовка — губка» и инерционной силы заготовки при перемещении ее по направлению силы трения. Поэтому сила /’рассчитывается по формуле

Р= т (? + я)/р,

где р — коэффициент трения между губкой захвата и заготовкой; т — масса заготовки; g — ускорение свободного падения; а — ускорение захватного устройства в направлении силы трения.

Коэффициент трения для решения всех задач принимаем равным 0,1, т.е. р = 0,1. Масса заготовки известна как исходная величина. Ускорение захватного устройства при перемещении является паспортной информацией промышленного робота. При расчете силы зажима все линейные размеры необходимо перевести в метры.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>